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在MOFs固定酶及其应用于生物传感的研究
化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。
中山大学
2021-04-13
在黑磷于生物医药的应用中取得重要进展
该项工作在黑磷表面包裹一层仿生的聚多巴胺膜（Polydopamine, PDA），形成一种“纳米胶囊”结构。聚多巴胺具有良好的生物相容性，可以有效隔离氧气或水与黑磷纳米片的接触，从而提高其稳定性。此外，聚多巴胺自身具有良好的光热效应，因此聚多巴胺的包覆可以进一步增强黑磷药物载体系统的光热效应。在此基础上，科研人员将小干扰RNA（siRNA）和广谱性抗癌药物多柔比星（DOX）负载到了“纳米胶囊”内部，并在聚多巴胺表面修饰上了靶向基团核酸适配体（Aptamer, Apt），制备了一种集化疗、基因治疗和光热治疗于一体的多功能靶向纳米载药平台。目前，该研究在动物体内实验上取得突破，并在乳腺癌模型的裸鼠身上取得了良好的肿瘤治疗效果。 该研究克服了黑磷做为载药平台性质不稳定的缺点，并且增强了其光热效应，同时具有良好的生物相容性，在癌症的多模式综合治疗方面具有潜在应用前景。
中山大学
2021-04-13
2-氨基噻唑衍生物及制备方法和应用
本发明提供了一类 2-氨基噻唑衍生物，该化合物是以取代芳香哌嗪和取代 2-氨基噻唑的ω-卤代酰胺衍生物反应制备得到，具有分子量合适，结构稳定，可穿透细胞膜，毒副作用较小等特点，可用于制备用于治疗早老性痴呆 AD 或其他神经退行性疾病的药物，还可用于制备治疗因氧化应激等原因导致神经细胞凋亡所致疾病的神经细胞保护剂，也可以用于制备降低器官移植后排斥反应的 MyD88 抑制剂，以及制备用于治疗自身免疫疾病或 I 型糖尿病等疾病的免疫调节剂。
华中科技大学
2021-04-14
生物医药高性能并行计算及创新应用平台
生物医药的发展遇到计算性能达不到规模要求的瓶颈，该项目选择以生物医药学相关算法的高性能并行计算为目标，利用高性能并行计算系统，对生物医药进行了深入的研究。利用现代生物及化学信息学手段开展了抗病毒药物的设计工作，其中包括SARS，HIV以及广谱药物的研究。拥有自主开发的于模代数理论的快速大规模多重比对算法SMA。在计算机药物设计方面，开发了DDS—SIM模块中具有自主知识产权的算法，并拥有一套小分子和已有药物化合物的结构和生物特性的化学数据库。 创新点： 1．利用高性能并
南开大学
2021-04-14
穿心莲内酯衍生物在药学上的应用
穿心莲内酯是具有多重活性的天然产物，但其溶解度差等原因影响其有效的利用。本实验室前期研究中药物发现14-芳基醚穿心莲内酯具有核受体拮抗剂、血管新生抑制剂及抗菌等功效，在此基础上对穿心莲内酯结构及其引入基团的合适修饰可以达到增强某个/些活性的效果，目前本项目已经有两项专利授权（ZL 201310146923.3，ZL201510034151.3）。
南京工业大学
2021-01-12
产油脂微生物资源开发及微生物油脂在饲料中的应用
成果描述：该成果得到国家基础专项项目（）和四川省支撑计划（）资助。本项目通过建立了有效利用农业废弃物的方法，生产油脂微生物能够利用的碳源。对能利用木糖为碳源的微生物制备微生物油脂生产条件进行优化，提高产油量。建立中试规模的微生物油脂的制备体系，解决微生物油脂的来源、高生产效率和降低生产成本等问题。并完成微生物油脂的饲用效果试验。产油脂微生物能利用糖蜜等废弃物进行生产。产油脂微生物含油率高，油脂含量为54.6%，生物量为23.5g/L。所产油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所产油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之间，皂化值集中在100-130之间。市场前景分析：油脂作为高能量物质，是动物饲料最佳的能量饲料来源。随着动物营养研究的不断深入，借鉴国外饲料研究的经验，近年来国内也掀起了对动物生长能量需求的研究。油脂是高能饲料，其能值是碳水化合物和蛋白质的2.25倍，添加油脂作为能量饲料越来越受到动物营养专家推崇。市场统计2010年能量饲料市场规模在330万吨，年销售总额为180亿元，预测2015年将增长至635万吨，每年以14%的速度增长。因此微生物油脂在饲料领域中的市场前景非常广阔。与同类成果相比的优势分析：产油脂微生物含油率高，油脂含量为54.6%，生物量为23.5g/L。所产油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所产油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之间，皂化值集中在100-130之间。
四川大学
2021-04-11
CSP流程低成本系列高强钢及半无头轧制关键技术与应用
根据国民经济发展建设在工程机械、汽车制造、油气输送管线建设、以及交通建设等对高强和超高强用钢的迫切需求，结合涟钢CSP短流程线装备、工艺的特点，为增强企业产品的竞争力并创造更高的经济效益和社会效益，在对已有技术充分消化吸收的基础上，通过产学研结合，开展了CSP流程低成本系列高强钢及半无头轧制关键技术与相关机理的系统性和创新性研究，并取得了突破，在相关工艺控制关键技术上形成了自主知识产权和技术诀窍，并成功地进行了系列高强钢和半无头轧制超薄规格产品的开发和大批量应用。
北京科技大学
2021-04-11
高密度低合金粉末冶金结构件制备新技术与应用
本技术基于粉体流变塑变特性和改性原理，创立了一条通过优化粉体粒度组成、改善粉体塑性变形能力，采用一般成形与烧结设备制备高密度低合金粉末冶金结构件的新途径。其主要工艺流程为：首先根据水雾化铁粉颗粒的形状和粒度特征，按比例进行合批，添加母合金粉末和增塑剂（Polylub）混合后，在还原炉（温度760-820℃）中进行塑化处理，再添加专用润滑剂(C38H76N202)及石墨，获得具有良好压缩性和成形性的混合粉末；混合粉末在室温状态下，经模压成型，高温烧结后得到高密度粉末冶金结构件。与传统工艺相比，该新工艺具有以下特点和创新点：①以国产水雾化铁粉为主要原料，通过综合利用优化粉末粒度组成、添加母合金粉、增塑剂进行塑化处理，再添加石墨和润滑剂等制备高密度低合金成型粉末，显著提高了原料粉末的压缩性和成形性，为生产高密度粉末冶金结构件提供了原料保障；②针对产品结构和形状特点，改造设计了三上三下专用模架及自动送料系统，实现自动移粉，采用模壁润滑技术，有效控制了产品成分和密度的均匀性，生产效率提高1倍；③可以采用传统压机和烧结设备，所需新增投资少，制造成本低；④与原机械加工的结构件相比，具有尺寸重复性好、运行噪音低、耐磨性好、使用寿命长等特点，生产成本较机加工工艺降低47%以上，较国外温压成形工艺降低60%以上。相关产品已申请国家专利20多项，其中5项授权为国家发明专利，10项授权为国家实用新型专利。
北京科技大学
2021-04-11
大倾角“三软”易燃厚煤层综放面综合防灭火技术研究与应用
该成果主要研究了大倾角 “ 三软 ” 易燃厚煤层综放面自燃规律、基于指标气体的预测预报技术、大倾角 “ 三软 ” 易燃厚煤层综放面综合防灭火技术。并制定宝鸡秦源煤业有限公司火灾事故应急救援预案、火区综合治理技术。项目于 2008 年由陕西省科学技术厅组织的鉴定，鉴定委员会一致同意通过技术鉴定。认为该项目在大倾角 “ 三软 ” 易燃厚煤层综放面防灭火技术研究方面达到国际先进水平。
西安科技大学
2021-04-11
面向先进制造的材料与整体结构多功能化创新设计技术及应用
该成果用于考虑材料--结构--工艺--性能的多因素和多层次相互影响的材料和整体结构多功能化设计建模、材料、机械产品和建筑结构创新设计开发, 以及提供复杂载荷工况下增材制造材料和整体结构多功能化创新设计技术与软件系统。该成果在增材制造产品和建筑结构创新设计方面具有高效和高性能及低成本优势。 该成果在国家”863”和多项国家自然科学基金的支持下取得一系列创新性研究成果: (1) 发明了一种基于材料破损约束的连续体结构拓扑设计建模及优化设计方法; (2)发展了多载荷工况下多相材料结构的拓扑优化设计方法;(3) 研制了涉及静、动力学要求的柔性机构创新设计技术;(4) 提出了解决应力集中和奇异问题、最大应力波动问题、分析和计算量大问题和病态载荷工况问题等的关键技术; (5)打通了技术工艺, 开发了长度尺寸控制和多个制造工艺要求的约束表征及模型化技术;(6)发展了复杂载荷环境下结构静、动力学性能要求的拓扑优化的灰度单元抑制方法和考虑边界光滑化的结构优化模型化方法；(7)在国内, 率先研发了考虑智能制造约束的功能特征空间布局和支撑结构构型的复杂集成结构优化技术和与软件系统;(8)率先研发了多功能化材料的创新设计技术;(9) 研制了整体结构多功能化创新设计技术平台和工业应用技术。
长沙理工大学
2021-04-13